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開關電源中電流檢測電路的探討
來源:作者:本站

楊 汝
廣州大學 (廣州510045) 來源:www.tede.cn

摘要:介紹電流檢測電路的實現方法,并探討在電流檢測中常遇見的電流互感器飽和、副邊電流下垂的問題,最后用實驗結果分析了升壓電路中電流檢測的方法。
關鍵詞:電流檢測 電流互感器 磁芯復位

1引言 來源:輸配電設備網

  功率開關電路的電路拓撲分為電流模式控制和電壓模式控制。電流模式控制具有動態反應快、補償電路簡化、增益帶寬大、輸出電感小、易于均流等優點,因而取得越來越廣泛的應用。而在電流模式的控制電路中,需要準確、高效地測量電流值,故電流檢測電路的實現就成為一個重要的問題。

  本文介紹了電流檢測電路的實現方法,并探討在電流檢測中常遇見的電流互感器飽和、副邊電流下垂的問題,最后用實驗結果分析了升壓電路中電流檢測方法。

2 電流檢測電路的實現

  在電流環的控制電路中,電流放大器通常選擇較大的增益,其好處是可以選擇一個較小的電阻來獲得足夠的檢測電壓,而檢測電阻小損耗也小。

  電流檢測電路的實現方法主要有兩類:電阻檢測(resistivesensing)和電流互感器(currentsensetransformer)檢測。

  電阻檢測有兩種,如圖1、圖2所示。

來源:http://www.tede.cn

來源:www.tede.cn

來源:輸配電設備網

  當使用圖1直接檢測開關管的電流時還必須在檢測電阻RS旁并聯一個小RC濾波電路,如圖3所示。因為當開關管斷開時集電極電容放電,在電流檢測電阻上產生瞬態電流尖峰,此尖峰的脈寬和幅值常足以使電流放大器鎖定,從而使PWM電路出錯。

  但是在實際電路設計時,特別在設計大功率、大電流電路時采用電阻檢測的方法并不理想,因為檢測電阻損耗大,達數瓦,甚至十幾瓦;而且很難找到幾百毫歐或幾十毫歐那么小的電阻。

  實際上在大功率電路中實用的是電流互感器檢測,如圖4所示。電流互感器檢測在保持良好波形的同時還具有較寬的帶寬,電流互感器還提供了電氣隔離,并且檢測電流小損耗也小,檢測電阻可選用稍大的值,如一二十歐的電阻。電流互感器將整個瞬態電流,包括直流分量耦合到副邊的檢測電阻上進行測量,但同時也要求電流脈沖每次過零時磁芯能正常復位,尤其在平均電流模式控制中,電流互感器檢測更加適用,因為平均電流模式控制中被檢測的脈沖電流在每個開關周期中都回零。
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